Jaki jest związek między gęstością właściwą a gęstością?
Ciężar właściwy i gęstość są powiązane, ponieważ ciężar właściwy jest stosunkiem opartym na standardowej gęstości stosowanej w nauce, z wodą jako gęstością podstawową dla cieczy i ciał stałych oraz powietrzem lub wodorem jako gęstością podstawową dla gazów. Gęstość to średnia zwartość substancji, mierzona zwykle w funtach na stopę sześcienną (lbs / ft 3 ) lub kilogramach na metr sześcienny (kg / m3). Dzielenie gęstości znanej substancji przez gęstość odniesienia wody determinuje jej ciężar właściwy.
Przykład zależności między ciężarem właściwym a gęstością w stosunku do ciał stałych można wykazać, patrząc na jakość pierwiastka, takiego jak złoto. Czyste złoto ma ciężar właściwy 19,33 i gęstość stałą w temperaturze pokojowej 68 ° Fahrenheita (20 ° Celsjusza) 19,30 gramów na centymetr sześcienny (g / cm3). Powodem, dla którego liczby te są tak podobne, jest punkt odniesienia wody przy obliczaniu ciężaru właściwego, przy czym gęstość wody w temperaturze pokojowej jest bardzo bliska 1 g / cm3. W rzeczywistości gęstość wody wynosi 0,99823 g / cm3, co powoduje nieznacznie różne liczby w ciężarze właściwym i gęstości dla ciał stałych. Dokładniej wyrażając ciężar właściwy złota, stosunek gęstości złota do gęstości wody wyniósłby 19,30 g / cm3 podzielony przez 0,99823 g / cm 3, co równałoby się współczynnikowi 19,33/1.
Wyrażenia ciężaru właściwego i gęstości cieczy uwzględniają prawo Pascala, które stwierdza, że ciśnienie w zamkniętej, nieściśliwej objętości płynu jest wszędzie takie samo. Uwzględniono również względy ciśnienia dla gęstości gazów, stosując prawo gazu doskonałego, aby uzyskać przybliżenia co do stanu gazu na podstawie ciśnienia, objętości i temperatury. Przy wszystkich obliczeniach ciężaru właściwego gęstość odniesienia powietrza powinna wynosić 14,7 funtów / cal 2 (101,3 KPa).
Jedną z najbardziej oczywistych wartości obliczeń ciężaru właściwego i gęstości jest to, że stosunek natychmiast informuje, czy materiał tonie lub unosi się w wodzie. Każdy ciężar właściwy powyżej jednego jest bardziej gęsty niż woda, ale aluminium ma ciężar właściwy tylko 2,7 w temperaturze pokojowej w porównaniu do cięższych metali, takich jak złoto. Potencjalnie niebezpieczne gazy stosowane w przemyśle, takie jak silan, które spontanicznie palą się w powietrzu, mają ciężar właściwy 1,11. Wiedza, że jest tylko nieznacznie cięższa od powietrza, pomaga w projektowaniu systemów tłumienia ognia.
W handlu, tablice ciężaru właściwego i gęstości dla różnych chemikaliów mają szeroki zakres zastosowań. W gemologii ciężar właściwy próbki klejnotu, zwany również gęstością względną, jest porównywany z referencją wysokiej jakości w celu ustalenia jego wartości. Takie wartości są również wykorzystywane do określania grubości skorupy jaja, aby sprawdzić, czy jaja są wystarczająco mocne, aby przetworzyć je przez system marketingu żywności, aby określić wytrzymałość gleby na ściskanie w budownictwie, a w przemyśle naftowym w celu określenia zawartości energetycznej ropy naftowej.